不銹鋼旋振篩特點(diǎn)

不銹鋼旋振篩體上各點(diǎn)的振動(dòng)不盡相同。本文將發(fā)展一種數(shù)值遞推法,對物料在不銹鋼旋振篩面上的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行理論分析和研究:物料在不銹鋼旋振篩篩面上存在八種不同的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中二種最適合篩分。當(dāng)工作夾角θ為45°時(shí),物料的運(yùn)動(dòng)軌跡為螺旋向外,這時(shí)的篩分效率最高。本文將發(fā)展一種數(shù)值遞推法,借助計(jì)算機(jī)來對一般情況下物料在不銹鋼旋振篩面上的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行理論分析研究。1不銹鋼旋振篩是一個(gè)多維多自由度振動(dòng)系統(tǒng),方式較之其他類型的篩分機(jī)有本質(zhì)的不同。有關(guān)它的動(dòng)力學(xué)和篩分機(jī)理研究問題一直未能得到解由于篩體上各點(diǎn)的振動(dòng)情況不盡相同,故無法用經(jīng)典的求解常微分方程的方法來研究物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)軌跡,必須要解一組非線性微分2篩體的運(yùn)動(dòng)分析圖1不銹鋼旋振篩動(dòng)力學(xué)模型2.1篩體的運(yùn)動(dòng)微分方程式中:x,y分別為振動(dòng)體(包括篩體和振動(dòng)電機(jī)等)的質(zhì)心在水平面內(nèi)二個(gè)相互垂直方向的位移;α,[2],在一定條件下不銹鋼旋振篩可以簡化為一個(gè)六分別為振動(dòng)體繞軸和軸的轉(zhuǎn)角分別自由度的無阻尼線性強(qiáng)迫振動(dòng)模型。如果再適當(dāng)?shù)剡x擇坐標(biāo)系(圖1),則可以獲得如下解耦的運(yùn)動(dòng)為振動(dòng)體繞x軸和y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;m為振動(dòng)體的質(zhì)量。也已給出篩體上任意一點(diǎn)式:的運(yùn)動(dòng)方程:分別為振動(dòng)體在x方向和y方向的振動(dòng)固有頻率;分別為振動(dòng)體繞x軸和y軸擺振的固有頻率;2.3篩體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡不銹鋼旋振篩[3]中對此作了比較深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究。研究表明,篩體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條橢圓軌跡,該軌跡完全是條平面曲線,而且橢圓的形狀、大小以及橢圓所在平面與三個(gè)坐標(biāo)平面間的夾角與點(diǎn)的位置有關(guān)。3物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)軌跡分析時(shí)基于下面三個(gè)假設(shè):(1)篩面只具有和篩體相同的振動(dòng);(2)物料為單顆體;(3)物料起跳時(shí),只具有物料起跳瞬時(shí)在篩面上所處點(diǎn)的速度,即相對滑動(dòng)影響暫不考慮。3.1物料起拋速度設(shè)Pn點(diǎn)即為物料的起拋點(diǎn),則物料的起拋速度為物料的始拋角起拋時(shí),物料的受力情況應(yīng)滿足下面的不等圖2物料拋離曲線及篩面上點(diǎn)和點(diǎn)的z向振動(dòng)曲線3.4拋離方程取篩面的靜平衡位置作為分析的基準(zhǔn),則從圖2可以得出:聯(lián)立即為物料的拋離方程拋則n就呈余弦特性n就呈正弦特3.5物料的運(yùn)動(dòng)軌跡性。隨著工作夾角θ從0°變化到360°,差不多每工作時(shí),物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)形式一般為在過45°就可以獲得一種新的軌跡,這樣我們一共可拋離運(yùn)動(dòng)中夾雜著在篩面上的滑移運(yùn)動(dòng),當(dāng)物料以獲得物料在篩面上的八種運(yùn)動(dòng)軌跡,和實(shí)驗(yàn)結(jié)在篩面上的時(shí)間要短的多時(shí)(實(shí)驗(yàn)證明大多數(shù)高果是完全吻合的。

不銹鋼旋振篩都是處于這種狀態(tài),物料落在篩面上時(shí)當(dāng)θ為45°時(shí),物料的運(yùn)動(dòng)軌跡為螺旋向外,可能產(chǎn)生的滑移對其運(yùn)動(dòng)軌跡的影響就可忽略不這時(shí)的篩分效率最高,所以不銹鋼旋振篩都是選用這個(gè)計(jì)。這時(shí)只需要將物料的拋離運(yùn)動(dòng)方程(13)和工作夾角。連續(xù)遞推迭加,就可以得到物料在篩面上的不銹鋼旋振篩運(yùn)動(dòng)軌跡。將式(13)和(17)聯(lián)立求解,可以得到物料在[1]邵忍平,不銹鋼旋振篩的空間運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究,篩面上的運(yùn)動(dòng)軌跡的一段。通過研究這一段軌跡機(jī)械強(qiáng)度的變化規(guī)律,便可得知物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)軌跡[2]丁年雄、孫勇,利用多層旋振分級裝置提高容積式的變化規(guī)律。充填機(jī)的計(jì)量精度,旋振機(jī)械的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及實(shí)驗(yàn)研從方程中可以看出,影響物料的運(yùn)動(dòng)軌跡的究,因素是很多的,但實(shí)際使用時(shí),最便于調(diào)整的還是工作夾角θ。利用計(jì)算機(jī)對軌跡方程進(jìn)行數(shù)值迭The代求解,結(jié)果為當(dāng)軌跡影響系數(shù)準(zhǔn)確性、快速性、平穩(wěn)性。其中系統(tǒng)快速響應(yīng)性和穩(wěn)定性是一對矛盾,當(dāng)系統(tǒng)調(diào)到一定快速響應(yīng)(臨界點(diǎn))后再增大增益時(shí),系統(tǒng)就產(chǎn)生振蕩。在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用中,首先考慮的是位置準(zhǔn)確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性,在此前提下盡可能地提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。所以,位置環(huán)增益設(shè)置值別線折斷,造成接觸不良。檢查電纜與插頭兩端連接有無脫焊,如無脫焊,更換原電纜線后故障可排除。4操作失誤所引起的故障一臺數(shù)控車床在使用中手動(dòng)移動(dòng)正常,自動(dòng)不能太大,應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的固有性能來設(shè)置?；亓銜r(shí)移動(dòng)一段距離后不動(dòng),重開手動(dòng)移動(dòng)又正若機(jī)床軸產(chǎn)生振蕩,首先要適當(dāng)減少位置環(huán)增益。常。車床使用經(jīng)濟(jì)數(shù)控,步進(jìn)電機(jī)。手動(dòng)移動(dòng)時(shí)3控制電纜接觸不良引起的故障分析與處理由于速度稍慢移動(dòng)正常,自動(dòng)回零時(shí)快速移動(dòng)距離較長,出現(xiàn)機(jī)械卡住現(xiàn)象。其原因是該機(jī)床加數(shù)控機(jī)床使用過程中有時(shí)出現(xiàn)電腦報(bào)警信工尺寸不準(zhǔn),將另一臺機(jī)床上的電機(jī)拆來使用致號,顯示X軸或Y軸電機(jī)、編碼器有故障。根據(jù)維使變速箱中的齒輪間隙太小引起。重新調(diào)整后故修經(jīng)驗(yàn),電機(jī),編碼器故障幾率很小,此類故障應(yīng)障排除。重點(diǎn)檢查X軸或Y軸電機(jī)及編碼器的電纜連線。

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以糧食清理設(shè)備不銹鋼旋振篩為研究對象，利用CAD軟件建立其三維模型，基于ADAMS建立完整的不銹鋼旋振篩的虛擬樣機(jī)，并對不銹鋼旋振篩虛擬樣機(jī)進(jìn)行一系列的仿真分析,得到回轉(zhuǎn)體在不同轉(zhuǎn)速下設(shè)備的振幅與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并分析了設(shè)備振幅曲線和運(yùn)動(dòng)軌跡。關(guān)鍵詞：虛擬樣機(jī)；不銹鋼旋振篩；ADAMS；不銹鋼旋振篩是糧食加工行業(yè)清理流程重要的篩分設(shè)備。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，物料在勻料箱勻料作用和篩子的振動(dòng)下，被松散展開，以一定的速度經(jīng)過篩孔，借助物料重量、料層壓力和設(shè)備的振動(dòng)穿過篩孔實(shí)現(xiàn)物料和雜質(zhì)的分離，達(dá)到篩選的目的。振幅和回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速作為不銹鋼旋振篩的重要參數(shù)直接影響著設(shè)備的產(chǎn)量和使用效果。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，我們可以直觀、方便、迅速地分析、比較多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，模擬各種真實(shí)工況下設(shè)備的性能，為不銹鋼旋振篩參數(shù)的選取和優(yōu)化提供依據(jù)。1虛擬樣機(jī)技術(shù)的概述虛擬樣機(jī)技術(shù)（VPT，)融合了先進(jìn)建模/仿真技術(shù)和現(xiàn)代化信息技術(shù)是一種基于虛擬樣機(jī)的數(shù)字虛擬化多軟件協(xié)同的設(shè)計(jì)分析方法。虛擬樣機(jī)技術(shù)有著傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。在對設(shè)計(jì)產(chǎn)品試制之前，對其進(jìn)行數(shù)字化建模，在真實(shí)操作條件下對它的三維運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真和顯示，通過仿真實(shí)驗(yàn)的反復(fù)進(jìn)行，排除非直觀的故障因素，降低試制樣機(jī)的失敗率，具有開發(fā)周期短、節(jié)奏快、開發(fā)成本低、反饋信息迅速等優(yōu)點(diǎn)。2不銹鋼旋振篩的仿真分析利用CAD軟件建立不銹鋼旋振篩完整的三維模型，采用ADAMS（）虛擬樣機(jī)分析軟件，對不銹鋼旋振篩虛擬樣機(jī)進(jìn)行仿真分析,研究回轉(zhuǎn)體在不同轉(zhuǎn)速下設(shè)備的振幅與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并導(dǎo)出設(shè)備振幅曲線和運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分析。的不銹鋼旋振篩仿真分析流程見圖1。圖1基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的不銹鋼旋振篩仿真分析流程圖2.1建立幾何模型在環(huán)境中建立不銹鋼旋振篩三維模型并裝配，見圖2所示，再將各個(gè)裝配體或零件生成剛體，導(dǎo)入ADAMS。

不銹鋼旋振篩的三維模型2.2施加約束和載荷在ADAMS/view中將模型中的各部分組件以部件形式導(dǎo)入，生成最初步的虛擬樣機(jī)，將每部分組件在中測量的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量賦給虛擬樣機(jī)。為每部分組件之間的連接添加運(yùn)動(dòng)副和驅(qū)動(dòng)，并通過模型校驗(yàn)工具驗(yàn)證虛擬樣機(jī)模型的整體自由度，排除過約束情況。建立完整的不銹鋼旋振篩虛擬樣機(jī)如圖3所示。2.3仿真分析啟動(dòng)ADAMS軟件，在ADAMS/solver中對不銹鋼旋振篩虛擬樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行仿真分析。設(shè)定時(shí)間為2s，運(yùn)行步長為0.02s，設(shè)置不同的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速，定義篩體振動(dòng)幅值差值的最大值為篩體的最大運(yùn)動(dòng)范圍直徑。進(jìn)行仿真結(jié)果回放和分析曲線繪制。圖3不銹鋼旋振篩虛擬樣機(jī)圖4不銹鋼旋振篩在X、Y方向上位移曲線54糧食加工2016年第41卷第4期圖5不銹鋼旋振篩在X、Y方向的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線3仿真結(jié)果與分析由圖4和表1可以看出，篩體Z軸方向的振幅很小可以忽略不計(jì)，X、Y方向的振動(dòng)幅值隨著回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速的增加直線上升，并在回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速200~300r/min時(shí)趨于相等，由不銹鋼旋振篩在X、Y方向上位移仿真曲線可知，不銹鋼旋振篩在豎直Z方向上沒有運(yùn)動(dòng)，只在X、Y平面內(nèi)做水平回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。表1篩體在X、Y、Z方向上的最大運(yùn)動(dòng)范圍直徑直徑/mm的受迫振動(dòng)。當(dāng)n=300r/min樣機(jī)整體的運(yùn)動(dòng)軌跡近似直徑為40mm的規(guī)則圓，延長仿真時(shí)間至60s時(shí)，設(shè)備運(yùn)行軌跡為一個(gè)實(shí)心圓，由軌跡可知此時(shí)設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。由以上分析結(jié)果我們可知設(shè)備回轉(zhuǎn)體的質(zhì)心和篩體的質(zhì)心不重合且不在一條豎直的直線上，300r/min為適合設(shè)備運(yùn)行轉(zhuǎn)速，并由此可以確定為電機(jī)的轉(zhuǎn)速，為傳動(dòng)帶輪等結(jié)構(gòu)尺寸提供理論依據(jù)。

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分析篩機(jī)對物料運(yùn)動(dòng)的要求,闡述主參數(shù)設(shè)計(jì)原理。關(guān)鍵詞:不銹鋼旋振篩;運(yùn)動(dòng)主參數(shù);物料運(yùn)動(dòng)本文所討論的不銹鋼旋振篩,特點(diǎn)是篩面在水平面內(nèi)作圓振動(dòng),而且篩面平置。它可以實(shí)現(xiàn)多達(dá)20多層篩面的疊放,在單位廠房建筑面積上,實(shí)現(xiàn)較大的有效篩理面積。不銹鋼旋振篩在食品、化工等許多部門得到應(yīng)用,用途不同的新機(jī)器不斷出現(xiàn)。不銹鋼旋振篩運(yùn)動(dòng)主參數(shù)為水平圓振動(dòng)的半徑ρ和頻率ω,它們決定著篩面上物料的運(yùn)動(dòng)和篩機(jī)的性能。鑒于現(xiàn)有文獻(xiàn)對此命題的論述尚不夠完善,本文首先分析主參數(shù)與物料運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(重點(diǎn)),然后論述主參數(shù)的設(shè)計(jì)原理。1篩面上為單層物料時(shí)的情況圖1由此得出料粒運(yùn)動(dòng)的特征為:料粒的牽連運(yùn)動(dòng)、相對運(yùn)動(dòng)和絕對運(yùn)動(dòng)的軌跡均為圓,三者為同頻率同旋向的圓運(yùn)動(dòng)。由Pge、Pg0、Pga構(gòu)成的直角三角形,解得φ角及相對運(yùn)動(dòng)軌跡圓半徑r0、絕對運(yùn)動(dòng)軌跡圓半徑ra:單層物料為假想狀況。首先討論單層物料的運(yùn)動(dòng),cosφ=gf(4)2是為討論實(shí)際有一定厚度的多料層作準(zhǔn)備。取其中一ωρr0=ρ·sinφ=ρ·1-(g2f)2(5)個(gè)料粒,質(zhì)量為m,如圖1a所示;當(dāng)其旋振的慣性力ωρ2gfmωρ大于篩面的摩擦力時(shí),料粒對篩面發(fā)生相對運(yùn)ra=(6)2動(dòng)。根據(jù)達(dá)朗伯原理,在水平面內(nèi)料粒在三個(gè)力作用下ω平衡:(1)2篩面上實(shí)際物料的運(yùn)動(dòng)Pge+F+Pg0=0式中:Pge牽連運(yùn)動(dòng)慣性力,Pge=mω2ρ,方向?yàn)樵撍矔r(shí)篩面旋振軌2.1物料運(yùn)動(dòng)的分層跡圓料粒所在位置的法向;F篩面對料粒的摩擦力,F=mgf,方向與相對運(yùn)動(dòng)速度V0實(shí)際物料不是單層,

由于物料與物料之間的摩擦的方向相反;系數(shù)和物料與篩面之間的摩擦系數(shù)不同[2],物料在運(yùn)Pg0料粒對篩面相對運(yùn)動(dòng)的慣性力,Pg0的大小與方向待求。動(dòng)中分層接觸篩面的料層和該料層以上的料層,如圖1b所示,設(shè)Pge與V0的夾角為φ。由于料粒的它們的運(yùn)動(dòng)不同。相對運(yùn)動(dòng)只受Pge與F的影響,而此二力的大小是不變用m′表示上料層的質(zhì)量,其運(yùn)動(dòng)和力學(xué)參數(shù)均加的,故當(dāng)Pge按旋振方向改變方位時(shí),V0的方位也跟著上標(biāo)撇表示,如ve′,r′e,f′,P′ge等。改變,φ角維持不變,則Pg0的大小不變,并按旋振方向用m表示下料層的質(zhì)量,其各參數(shù)均不加上標(biāo)連續(xù)改變方位即相對運(yùn)動(dòng)亦為圓運(yùn)動(dòng)。實(shí)際觀察撇,如ve,f,Pge等。的結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。由此,Pg0⊥F。2.2關(guān)于下料層以Pga表示料粒絕對運(yùn)動(dòng)的慣性力,則:在水平面內(nèi),下料層受4個(gè)力作用:牽連運(yùn)動(dòng)慣性Pga=Pge+Pg0(2)力Pge,篩面對下料層的摩擦力F,上料層對下料層的Pga=-F(3),主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝的教學(xué)與研究。零部件設(shè)計(jì)33摩擦力F′,下料層對篩面相對運(yùn)動(dòng)慣性力Pg0。并有:ge+F+F′+Pg0=0(7)P(8)亦有:ge+F+F′=0P式中:Pge=mω2ρ;Pg0=mω2r0;Pga=mω2ra;F=(m+m′)gf;F′=m′gf′。r0、ra待求。式(8)中,F、F′均為已知;見圖2,假設(shè)F、F′的夾角γ可以求出,則可作出該力三角形和求出Pga及ra。圖22.3關(guān)于上料層下料層的絕對運(yùn)動(dòng)為上料層的牽連運(yùn)動(dòng),即ra=r′e。關(guān)于上料層的分析,同于1節(jié)中對“篩面上為單層物料”的分析,即:Pge′+(-F′)+P′g0=0(9)Pg′0⊥(-F′)(10)′′2′式(9)、(10)中,Pge的大小Pge=m′ωre=m′Pga/m,方向與Pga′相同;(-F′)的大小已知,方向與F′相反?！洹涔士勺鞒鯬ge、(-F′)和Pg0構(gòu)成的力三角形。用φ′表示Pge′與(-F′)的夾角,則:cosφ′=gf′(11)2ωra由圖2可知:Fcosγ=F′+Pgacosφ′將F、F′、Pga·cosφ′諸值代入上式,得:cosγ=f′/f(12)由式(12)可見,γ確為可求?；氐?.2的分析,則可作出F、F′、Pga組成的力三角形,并求得ra:fgm′m′f′2ra=2·1+m·(2+m)·[1-(f)]ω引入符號K:m′m′f′2(13)K=1+m·(2+m)·[1-(f)]是決定于物料屬性及操作因素m′的K(f′、f)(m)系數(shù)。K恒大于1。則:ra=K·gf(14)2ω又,由P′ge、(-F′)、P′g0的力三角形可得r′0:r′0=ra·1-(gf2′)2(15)ωra2.4再分析下料層的運(yùn)動(dòng)Pga=Pge+Pg0式中:Pga已求得;Pge大小已知,為mω2ρ;Pg0方位與F垂直;故可作出此力三角形和求得Pg0及r0(圖2):由F、F′、Pga的力三角形,有:m′(16)sin(φ′-γ)=·sin2γ2Km在Pge、Pga、Pg0的力三角形中,用φ表示F的延長線與Pge的夾角,得:ra(17)cosφ=ρcos(φ′-γ)r0=ρ·sinφ-rasin(φ′-γ)(18)2.5關(guān)于上料層相對篩面的運(yùn)動(dòng)由于上料層相對下料層的運(yùn)動(dòng)和下料層相對篩面的運(yùn)動(dòng),均為同頻率同旋向的圓運(yùn)動(dòng),故上料層相對篩面的運(yùn)動(dòng)亦為圓運(yùn)動(dòng)。

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